WO2021254902A1 - Method and plant for concrete preparation - Google Patents

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WO2021254902A1
WO2021254902A1 PCT/EP2021/065781 EP2021065781W WO2021254902A1 WO 2021254902 A1 WO2021254902 A1 WO 2021254902A1 EP 2021065781 W EP2021065781 W EP 2021065781W WO 2021254902 A1 WO2021254902 A1 WO 2021254902A1
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WO
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concrete
grain size
fraction
sand
plant
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/065781
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Jörg Fischer
Original Assignee
Fischer Hans Joerg
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a method for processing concrete of a building, with concrete being sorted out from a total demolition material of a demolished building, the sorted concrete being broken up in a crushing plant, so that a concrete break-up results, the concrete break-up into several fractions is separated with different grain size ranges and, depending on the grain size range of the concrete break-up, this is at least partially reused for the production of concrete.
  • the invention also relates to a plant for processing concrete of a building according to the above-mentioned method, the plant comprising: a crushing plant for breaking up concrete that was previously sorted out of a total of demolition material (42) of a demolished building (31) so that a concrete break-up results, and a separation stage to separate the broken up concrete into several fractions with different grain sizes.
  • cement is used as a binding agent in building materials. If you mix it with water, sand and an aggregate (e.g. gravel or chippings), you get concrete. On the other hand, if you leave out the aggregate and add only water and sand, then mortar is created.
  • an aggregate e.g. gravel or chippings
  • the conventional process for the production of concrete in a concrete plant provides that cement, sand and aggregates are mixed with water and a so-called fresh concrete or ready-mixed concrete is produced.
  • the ready-mixed concrete is driven to a construction site and processed there, e.g. to erect structures, e.g. in the form of residential buildings or structures from the areas of infrastructure, industry, transport, etc.
  • the concrete is sorted out of the total demolition material. This usually takes place on site at the demolition site, for example by means of an excavator or other suitable device. Furthermore, a. the sorted out concrete material either on site at the point of origin with a conventional crushing plant to a grain size of e.g. 0-45 mm or 0-63 mm and directly, ie without sieving and separating into fractions of different grain sizes, back on the construction site as a ballast substitute used, or b. the concrete material is driven to concrete recycling sites, where it is also broken with a conventional crushing plant and then divided into fractions of different grain sizes by means of a screening plant.
  • the concrete material is separated into fractions of a) 0-8 mm, b) 8-22 mm, and c) 22-45 mm.
  • Only the so-called concrete recycling split with a grain size of 8-22 mm can be reused for the production of concrete and replaces ballast material or natural chippings in the production of fresh concrete in concrete plants.
  • the remaining broken up material with a grain size of 22-45 mm is used either in road construction as a ballast substitute or on construction sites as work space backfilling.
  • the Material with a grain size of 0-8 mm is used as backfilling material for pipelines or disposed of in landfills.
  • the well-known production of concrete and the limited possibilities for reusing concrete demolition in concrete production mean that concrete is not considered environmentally friendly, especially with regard to the carbon dioxide (C0 2 ) emissions that occur during cement production .
  • the present invention is therefore based on the object of making concrete production more environmentally friendly and less expensive, in particular to improve the CCV balance of concrete.
  • a processing method for concrete with the characteristics of claim 1 is proposed. Based on the processing method of the type mentioned at the beginning, it is proposed in particular that the concrete sorted out of the total demolition material in a processing plant in material with a grain size between 0 and ⁇ 40 mm, preferably between 0 and ⁇ 35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, broken and separated into a rock fraction, a concrete-sand fraction and a dust fraction, the dust fraction having a grain size of ⁇ 0.063 mm, the concrete-sand fraction a grain size of 0.063 mm to 4 mm and the rock fraction a grain size of > 4 mm and at least one of the parts can be reused for the production of fresh concrete.
  • the processing plant preferably comprises a further crushing stage, which breaks the concrete material (with a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm) to a finer grain size, e.g. to 0 to ⁇ 40 mm, in particular to 0 up to ⁇ 35 mm, preferably to 0 to 32 mm. All or part of the material from the crushing plant is fed into the further crushing stage of the processing plant.
  • the concrete material sorted out of the total demolition material in the crushing plant immediately to the finer grain size e.g. to 0 to ⁇ 40 mm, in particular to 0 to ⁇ 35 mm, preferably to 0 to 32 mm, is broken up. This would only require a modification of the crushing plant; the further crushing stage of the processing plant could be dispensed with.
  • the concrete material broken up further to the finer grain size is then separated into fractions of different grain size ranges in a separation stage of the processing plant.
  • the entire further broken up concrete material is preferably divided into at least three fractions with different grain size ranges.
  • the further broken up concrete material is particularly preferred in a) a dust fraction, b) a concrete-sand fraction with a grain size of preferably ⁇ 0 to 4 mm, and c) a rock fraction with a grain size of preferably 4 to ⁇ 40 mm, in particular 4 to ⁇ 35 mm, preferably 4 to 32 mm, separated.
  • the dust preferably has a grain size of ⁇ 0.063 mm.
  • the concrete sand preferably has a grain size of 0.063 to 4 mm.
  • the fractionated concrete material obtained in this way can be reused in whole or in part for the production of concrete and does not have to be used for road construction or on construction sites or disposed of in landfills.
  • the various fractions roughly correspond to the components that are required for conventional production of fresh concrete of the type described above, except that the recycled components obtained from the concrete material are used instead of new natural aggregates.
  • the dust content can be reused in different ways:
  • the dust content can be mixed into the fresh concrete as an additive. For example, ⁇ 5% of the dust content can then be added directly to the fresh concrete. This addition can take place, for example, directly in the concrete plant.
  • the dust content improves the workability, for example suppleness, of the fresh concrete.
  • the dust content can be added to the limestone.
  • the crushed limestone can then be burned together with the dust fraction.
  • the dust fraction is mixed with the crushed limestone and the mixed fraction is fed into the furnace.
  • the comminuted limestone and the dust fraction are added to the furnace at different times and / or locations.
  • the dust fraction makes up a mass fraction of ⁇ 30% by weight of the total fraction of the material introduced into the furnace. Accordingly, it can be provided, for example, that the crushed limestone makes up a mass fraction of> 70% by weight of the total.
  • the limestone and the dust fraction are burned in the kiln, which increases the hydraulic activity of both the dust fraction and the limestone to form an effective cement clinker.
  • the different fractions (stone share, concrete-sand share, dust share) with the three different grain sizes can preferably be reused 100% for the production of fresh concrete.
  • the rock material with a grain size of about 4 to ⁇ 40 mm replaces the corresponding natural material (gravel or chippings) from quarries or gravel works.
  • the concrete sand with a grain size of> 0 to 4 mm replaces natural sand from sand pits or crushed sand from crushed stone works.
  • the dust component replaces filler in fresh concrete and / or can be used in cement production (see above).
  • Filler are a subgroup of rock flour. They are among the almost inactive substances and have a filler effect in the grain structure of the concrete. Filler are mineral substances with a grain size of usually ⁇ 0.125 mm, preferably ⁇ 0.0625 mm, which are obtained from rocks such as lime, quartzitic sandstone or porphyry. If rock powder is used to fill asphalt, concrete components or ready-mixed concrete, we speak of fillers in accordance with DIN EN 13043 or DIN EN 12620. Rock powder as cement filler in accordance with DIN EN 12620 is used as a concrete additive. Rock powder has a predominantly physical effect in concrete (e.g. to achieve a filler effect in the grain structure of the concrete) and influence, in particular improve, the processing behavior of the concrete, among other things.
  • cement stone is separated from the filler grain of the concrete and the dust component includes the cement stone.
  • the cement stone is advantageously separated from the filler grain of the concrete in a roller mill, in particular a vertical roller mill. After the cement paste has been separated from the filler grain, the cement paste is fine-grained to dust-like (both are referred to as dust in the context of the present patent application) with a large reactive surface.
  • Cement glue envelops the stone grains, fills the flea spaces and makes the fresh concrete workable.
  • the hardening of the cement paste creates the cement stone in the hardened concrete.
  • the composition of the cement paste has a great influence on the physical properties of the hardened concrete.
  • coarse grain and fine grain deviate from the spherical shape and the coarse grains and fine grains each have different sizes from one another, so that the fine grain is preferably not larger than about 1/7 of the average coarse grain diameter.
  • Aggregates for concrete are standardized in DIN EN 12620.
  • the cement stone but also the concrete sand contain calcium oxide CaO which has not yet been further oxidized, e.g. in the form of calcium silicate flydrates (CaO S1O2), calcium aluminate flydrates (CaO AI 2 O 3 ) and / or calcium / iron oxide flydrates (CaO Fe 2 03).
  • CaO S1O2 calcium silicate flydrates
  • CaO AI 2 O 3 calcium aluminate flydrates
  • CaO Fe 2 03 calcium / iron oxide flydrates
  • the main component of the raw material mixture for cement production is calcium carbonate or lime (CaCOs).
  • the calcium carbonate content of the mixture for the production of cement should be at least 76-78% by mass.
  • the dust fraction is treated with carbon dioxide, with calcium oxide contained in the dust fraction increasing with the carbon dioxide Lime reacts.
  • the concrete-sand portion is also exposed to carbon dioxide during the preparation stage, in which case the concrete-sand portion The calcium oxide contained in it reacts with the carbon dioxide to form lime.
  • the calcium oxide (CaO) contained in the separated and severely crushed cement stone is able to absorb carbon dioxide (CO2).
  • CO2 can be taken from the ambient air or it can also be added in a targeted manner.
  • the calcium oxide reacts to form lime (CaC0 3 ).
  • the lime is a natural Ca compound and is then available for the further process of cement production.
  • the concrete-to-concrete process described above and the binding of CO2 in a stable natural CaC03 compound serve to avoid waste and improve the C0 2 balance of the concrete.
  • the reduction in CO 2 emissions is achieved through short transport routes, through a reduction in the amount of new cement required and through the binding of CO2 emitted, especially from the air.
  • a processing plant for concrete with the features of claim 9 is proposed to solve the above-mentioned object.
  • the processing plant have a further crushing stage for breaking the concrete sorted out of the total demolition material into material with a grain size between 0 and ⁇ 40 mm, preferably between 0 and ⁇ 35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, and the separation stage separates the material from the further crushing stage into a rock fraction, a concrete-sand fraction and a dust fraction, the dust fraction having a grain size of ⁇ 0.063 mm, the concrete-sand fraction a grain size of 0.063 to 4 mm and the rock content has a grain size of> 4 mm.
  • the processing plant is formed to carry out the method according to the invention.
  • the processing plant separates the cement stone from the filler grain of the concrete when the broken-up concrete is broken down into material with a grain size between 0 and ⁇ 40 mm, and the dust component includes the cement stone.
  • the cement paste is preferably separated from the filler grain in a roller mill, especially in a vertical roller mill, which is part of the processing plant.
  • the processing plant acts on the dust portion or the cement stone and / or the concrete-sand portion with carbon dioxide, whereby in the dust portion or the cement stone and / or in the concrete
  • the calcium oxide contained in the sand reacts with the carbon dioxide to form lime.
  • the processing plant preferably has at least one CCV receiving unit for the application of the dust component and / or the concrete-sand component with carbon dioxide.
  • This is preferably a closed system in which the dust or concrete sand produced in the processing plant can absorb CO2, so that a stable natural Ca compound (CaCOs) is created.
  • the exposure of the dust content and the concrete sand with CO2 in the at least one CCV intake unit is preferably carried out at ambient pressure (approx.
  • reaction temperature eg> 30 ° C
  • the dust or sand can absorb a larger amount of CO2. It is also conceivable to mix the dust component and / or the sand during the CCV absorption in order to be able to provide a reactive surface over a longer period of time, so that the dust component or the concrete sand has a larger amount Can absorb CO2.
  • the dust content and the sand can be acted upon with CO2 in separate C0 2 absorption units or in a common C0 2 absorption unit.
  • 1 shows a cycle for concrete production and recycling comprising the method according to the invention for concrete preparation.
  • 2 shows a mind map of a method known from the prior art for preparing concrete;
  • Fig. 3 is a mind map of a method according to the invention for processing concrete.
  • a known process for the filling of concrete in a concrete plant 1 provides that cement 10, sand and aggregates 11 are mixed with water 12 and a so-called transport or fresh concrete is produced.
  • the quantities given in FIG. 2 are only exemplary, but can give an indication of the proportions of the various components for the production of fresh concrete.
  • the concrete usually also comprises a small amount of lime (CaCOs) 13.
  • CaCOs lime
  • the ready-mixed concrete is transported to a construction site 3.
  • a concrete mixer 2, a pipe system or the like can be used to transport the concrete.
  • the concrete is processed, e.g. to erect structures 31 above and below ground, including e.g. residential / administrative / office buildings, structures in the area of transport (e.g.
  • infrastructure buildings e.g. sewers, sewage treatment systems, noise barriers, schools, universities, hospitals
  • erecting or manufacturing parts thereof e.g. revolving restaurant, concrete sleepers, track bed, etc.
  • the concrete is broken up preferably with a grain size of 0-45 mm or 0- 63 mm in a processing plant 6 in material with a grain size between 0 and ⁇ 40 mm, preferably between 0 and ⁇ 35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, broken down into a rock grain fraction 60, a concrete-sand fraction 61 and a Dust fraction 62 subdivided.
  • the processing plant 6 is designed to carry out the method according to the invention.
  • the aggregate fraction 60 preferably has a grain size in a range from approximately 4 to 32 mm and the concrete-sand fraction 61 has a grain size in a range from preferably> 0 to approximately 4 mm.
  • the grain size ranges of the aggregate fraction 60 and the concrete-sand fraction 61 preferably do not overlap (up to about 4 mm: concrete-sand fraction 61 and above: aggregate fraction 60).
  • the dust fraction 62 preferably has a grain size of ⁇ 0.25 mm, preferably ⁇ 0.125 mm, particularly preferably ⁇ 0.063 mm, the concrete-sand fraction 61 has a grain size of 0.063 mm to 4 mm and the rock fraction 60 has a grain size of> 4 mm.
  • the further breaking up of the concrete material sorted out at the breaking point 4 and broken up to a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm in the crushing plant 5 takes place to a grain size in the range of 0- ⁇ 40 mm in a further breaking stage, the Part of the processing plant 6 is.
  • the further crushing stage preferably comprises a roller mill 67, in particular a vertical roller mill.
  • Roll mills are known per se from the prior art, for example WO 2020/042679 A1, but not for use in the field of concrete recycling. With regard to the construction and operation of the roller mill, express reference is made to this publication, which is hereby also made the subject of the present application.
  • the concrete material can be broken up particularly well and in a manner that is gentle on the machine.
  • the crushing system 5 is modified in such a way that it breaks up the concrete material sorted out at the breaking point 4 in a single step to a grain size of 0 to ⁇ 40 mm.
  • the modified crushing plant 5 would be part of the processing plant 6 according to the invention.
  • a separation stage 66 can be provided, which is also part of the processing plant 6.
  • the components 60, 61, 62 roughly correspond to the components that are required for conventional concrete production of the type described above in the concrete plant 1, except that the recycled components 60, 61, 62 obtained from the concrete material are used instead of new natural aggregates.
  • the dust portion 62 comprises the ground cement stone, which can be reused, for example, as a filler (cement filler) for the production of fresh concrete in the concrete plant 1 (70 in FIG. 3).
  • cement paste envelops the rock grains (filler grain or coarse grain), fills the flea spaces and makes the fresh concrete workable.
  • the hardening of the cement paste creates cement stone.
  • the composition of the cement paste has a great influence on the physical properties of the hardened concrete. After the cement paste has been separated from the filler grain of the concrete, the cement paste is fine-grained to dusty with a large reactive surface.
  • the cement stone or the dust component 62 and / or the concrete-sand component 61 contain calcium oxide CaO which has not yet been further oxidized in the form of calcium silicate flydrates (CaO S1O2), calcium aluminate flydrates (CaO AI2O3), calcium / iron oxide Flydraten (CaO Fe 2 Os) and / or other calcium oxide compounds.
  • CaO S1O2 calcium silicate flydrates
  • CaO AI2O3 calcium aluminate flydrates
  • CaO Fe 2 Os calcium / iron oxide Flydraten
  • the main component of the raw material mixture for cement production is lime (calcium carbonate: CaCOs).
  • the calcium carbonate content of the mixture for cementing should be at least 76-78% by mass.
  • the processing plant 6 can have a CO 2 pick-up unit 64 (cf. FIG. 1).
  • a CO 2 receiving unit 65 for loading the concrete-sand portion 61 with Carbon dioxide CO2 is provided (see. Fig. 1).
  • the CO2 absorption units 64, 65 are each preferably a closed system in which the dust portion 62 and / or concrete sand 61 generated in the processing stage 6 absorb CO2, so that a stable natural Ca compound ( e.g. CaC0 3 ) arises.
  • the exposure of the dust portion 62 and / or the sand 61 with CO2 takes place preferably at ambient pressure (approx. 1,013.25 hPa +/- 30 hPa) and at ambient temperature (approx. 15 ° C +/- 15 ° C).
  • ambient pressure approximately 10.03.25 hPa +/- 30 hPa
  • ambient temperature approximately 15 ° C +/- 15 ° C
  • the calcium oxide CaO contained in the separated and heavily comminuted cement stone (dust component 62) is able to absorb further carbon dioxide CO2, for example from the air. During this carbonation of the dust component 62, the calcium oxide reacts to form lime.
  • the lime CaC0 3 is a natural Ca compound and is then available for the further process of concrete / cement production.
  • the ground dust portion 62 replaces part of the newly produced cement (70 in Fig. 3) or can be used as Filler can be used in fresh concrete. As a result, less new cement is required in cement production and less CO2 is released (72 in Fig. 3).
  • the concrete-to-concrete method described above are used to avoid waste and to reduce the C0 2 emission shown in FIG. 1 as well as the binding of CO2 in a stable natural CaC03 connection.
  • the reduction in CO 2 emissions is achieved through short transport routes, by reducing the amount of new cement required and by binding the CO2 emitted.
  • the material fractions (rock 60, concrete-sand 61, (dust fraction 62) 62) with the three different grain sizes that have been crushed to a grain size of 0 to ⁇ 40 mm from the concrete demolition and then separated can advantageously be 100% reintegrated Concrete plant / cement plant 1 and used there for the production of new concrete.
  • the dust component replaces cement and other additives that are added during the production of concrete.
  • the concrete-sand component 61 with a grain size of> 0 to 4 mm replaces natural sand from sand pits or crushed sand from gravel works.
  • the rock fraction 60 with a grain size of> 4 mm replaces the corresponding natural material from quarries or gravel works. This guarantees 100% recycling of the entire concrete break-up.

Abstract

The invention relates to a method and a plant (6) for the preparation of concrete from a building (31), wherein – concrete is sorted out of a total demolition material (42) of a demolished building (31), - the sorted-out concrete is broken up in a crushing plant (5) such that a concrete crush is produced, - the concrete crush is separated into fractions with different particle size ranges and – depending on the particle size of the concrete crush, at least some of this crush is reused to produce concrete. According to the invention, the concrete sorted out of the total demolition material (42) is crushed in a preparation plant (6) into material having a particle size of between 0 and <40 mm, preferably between 0 and <35 mm, more preferably between 0 and 32 mm and separated into a stone portion (60), a concrete-sand portion (61) and a dust portion (62), the dust portion (62) having a particle size of <0.063 mm, the concrete-sand portion (61) having a particle size of 0.063 mm to 4 mm and the stone portion (60) having a particle size of > 4 mm and all portions (60, 61, 62) being reused to produce fresh concrete.

Description

Verfahren und Anlage für Betonaufbereitung Process and plant for concrete preparation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Beton eines Bauwerks, wobei aus einem Gesamtabbruch-Material eines abgerissenen Bauwerks Beton heraussortiert wird, der heraussortierte Beton in einer Brechanlage aufgebrochen wird, sodass sich ein Beton-Aufbruch ergibt, der Beton-Aufbruch in mehrere Fraktionen mit unterschiedlichen Körnungsbereichen separiert wird und in Abhängigkeit von dem Körnungsbereich des Beton-Aufbruchs dieser zumindest teilweise zur Betonherstellung wiederverwendet wird. The present invention relates to a method for processing concrete of a building, with concrete being sorted out from a total demolition material of a demolished building, the sorted concrete being broken up in a crushing plant, so that a concrete break-up results, the concrete break-up into several fractions is separated with different grain size ranges and, depending on the grain size range of the concrete break-up, this is at least partially reused for the production of concrete.
Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Aufbereitung von Beton eines Bauwerks nach dem genannten Verfahren, wobei die Anlage umfasst: eine Brechanlage zum Aufbrechen von Beton, der zuvor aus einem Gesamt- Abbruchmaterial (42) eines abgerissenen Bauwerks (31) heraussortiert wurde, sodass sich ein Beton-Aufbruch ergibt, und eine Separationsstufe zum Separieren des Beton-Aufbruchs in mehrere Fraktionen mit unterschiedlichen Körnungsbereichen. The invention also relates to a plant for processing concrete of a building according to the above-mentioned method, the plant comprising: a crushing plant for breaking up concrete that was previously sorted out of a total of demolition material (42) of a demolished building (31) so that a concrete break-up results, and a separation stage to separate the broken up concrete into several fractions with different grain sizes.
Zement wird als Bindemittel in Baustoffen eingesetzt. Vermischt man ihn mit Wasser, Sand und einer Gesteinskörnung (z.B. Kies oder Splitt), erhält man Beton. Lässt man die Gesteinskörnung dagegen weg und fügt nur Wasser und Sand hinzu, dann entsteht Mörtel. Cement is used as a binding agent in building materials. If you mix it with water, sand and an aggregate (e.g. gravel or chippings), you get concrete. On the other hand, if you leave out the aggregate and add only water and sand, then mortar is created.
Der herkömmliche Prozess für die Herstellung von Beton in einem Betonwerk sieht vor, dass Zement, Sand und Gesteinskörnungen mit Wasser vermischt werden und ein sog. Frischbeton oder Transportbeton hergestellt wird. Der Transportbeton wird auf eine Baustelle gefahren und dort verarbeitet, bspw. zum Errichten von Bauwerken bspw. in Form von Wohngebäuden oder Bauwerken aus den Bereichen Infrastruktur, Industrie, Transport etc. The conventional process for the production of concrete in a concrete plant provides that cement, sand and aggregates are mixed with water and a so-called fresh concrete or ready-mixed concrete is produced. The ready-mixed concrete is driven to a construction site and processed there, e.g. to erect structures, e.g. in the form of residential buildings or structures from the areas of infrastructure, industry, transport, etc.
Wenn die Lebensdauer des Bauwerks beendet ist und es abgerissen wird, wird der Beton aus dem Gesamtabbruch-Material heraussortiert. Dies geschieht in der Regel noch vor Ort an der Abbruchsstelle bspw. mittels eines Baggers oder anderen geeigneten Geräts. Ferner wird a. das heraussortierte Beton-Material entweder vor Ort an der Anfallstelle mit einer herkömmlichen Brechanlage auf eine Körnung von bspw. 0-45 mm oder 0-63 mm gebrochen und direkt, d.h. ohne Sieben und Separieren in Fraktionen unterschiedlicher Körnungen, als Schotterersatz wieder auf der Baustelle verwendet, oder b. das Beton-Material zu Beton-Recycling-Plätzen gefahren, dort ebenfalls mit einer herkömmlichen Brechanlage gebrochen und dann mittels einer Siebanlage in Fraktionen unterschiedlicher Körnungen unterteilt. Insbesondere wird das Beton- Material in Fraktionen von a) 0-8 mm, b) 8-22 mm, und c) 22-45 mm separiert. Nur der sog. Beton-Recyclingsplit mit einer Körnung von 8-22 mm kann für die Betonherstellung wiederverwendet werden und ersetzt Schottermaterial bzw. Natur- Splitt bei der Herstellung von Frischbeton in Betonwerken. Das restliche aufgebrochene Material mit der Körnung 22-45 mm wird entweder im Straßenbau als Schotterersatz oder auf Baustellen als Arbeitsraumverfüllung verwendet. Das Material mit der Körnung 0-8 mm wird als Verfüllmaterial für Rohrleitungen verwendet oder auf Deponien entsorgt. When the life of the structure has ended and it is demolished, the concrete is sorted out of the total demolition material. This usually takes place on site at the demolition site, for example by means of an excavator or other suitable device. Furthermore, a. the sorted out concrete material either on site at the point of origin with a conventional crushing plant to a grain size of e.g. 0-45 mm or 0-63 mm and directly, ie without sieving and separating into fractions of different grain sizes, back on the construction site as a ballast substitute used, or b. the concrete material is driven to concrete recycling sites, where it is also broken with a conventional crushing plant and then divided into fractions of different grain sizes by means of a screening plant. In particular, the concrete material is separated into fractions of a) 0-8 mm, b) 8-22 mm, and c) 22-45 mm. Only the so-called concrete recycling split with a grain size of 8-22 mm can be reused for the production of concrete and replaces ballast material or natural chippings in the production of fresh concrete in concrete plants. The remaining broken up material with a grain size of 22-45 mm is used either in road construction as a ballast substitute or on construction sites as work space backfilling. The Material with a grain size of 0-8 mm is used as backfilling material for pipelines or disposed of in landfills.
Die bekannte Herstellung von Beton und die nur beschränkten Möglichkeiten zur Wiederverwendung von Beton-Abbruch bei der Betonherstellung führen dazu, dass Beton als wenig umweltfreundlich gilt, insbesondere im Hinblick auf den Kohlenstoff dioxid (C02)-Ausstoß, der während der Zement-Herstellung anfällt. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Betonherstellung umweltfreund licher und kostengünstiger zu gestalten, insbesondere die CCVBillanz von Beton zu verbessern. The well-known production of concrete and the limited possibilities for reusing concrete demolition in concrete production mean that concrete is not considered environmentally friendly, especially with regard to the carbon dioxide (C0 2 ) emissions that occur during cement production . The present invention is therefore based on the object of making concrete production more environmentally friendly and less expensive, in particular to improve the CCV balance of concrete.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Aufbereitungsverfahren für Beton mit den Merk malen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ausgehend von dem Aufbereitungsverfahren der eingangs genannten Art wird insbesondere vorgeschlagen, dass der aus dem Gesamtabbruch-Material heraussortierte Beton in einer Aufbereitungsanlage in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm, bevorzugt zwischen 0 und <35 mm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 32 mm, gebrochen und in einen Gesteinsanteil, einen Beton-Sand-Anteil sowie einen Staubanteil separiert wird, wobei der Staubanteil eine Körnung von <0,063 mm, der Beton-Sand-Anteil eine Körnung von 0,063 mm bis 4 mm und der Gesteinsanteil eine Körnung von > 4 mm aufweist und zumindest einer der Anteile zur Herstellung von Frischbeton wiederverwendet werden. To solve this problem, a processing method for concrete with the characteristics of claim 1 is proposed. Based on the processing method of the type mentioned at the beginning, it is proposed in particular that the concrete sorted out of the total demolition material in a processing plant in material with a grain size between 0 and <40 mm, preferably between 0 and <35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, broken and separated into a rock fraction, a concrete-sand fraction and a dust fraction, the dust fraction having a grain size of <0.063 mm, the concrete-sand fraction a grain size of 0.063 mm to 4 mm and the rock fraction a grain size of > 4 mm and at least one of the parts can be reused for the production of fresh concrete.
Die Aufbereitungsanlage umfasst vorzugsweise eine weitere Brechstufe, welche das in der vorangegangenen Brechanlage aufgebrochene Beton-Material (mit einer Körnung von 0-45 mm oder 0-63 mm) auf eine feinere Körnung, bspw. auf 0 bis <40 mm, insbesondere auf 0 bis <35 mm, bevorzugt auf 0 bis 32 mm, aufbricht. Das gesamte oder ein Teil des Materials aus der Brechanlage wird in die weitere Brechstufe der Aufbereitungsanlage eingebracht. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, dass das aus dem Gesamtabbruch-Material heraussortierte Beton-Material in der Brechanlage gleich auf die feinere Körnung, bspw. auf 0 bis <40 mm, insbesondere auf 0 bis <35 mm, bevorzugt auf 0 bis 32 mm, aufgebrochen wird. Dazu wäre lediglich eine Abwandlung der Brechanlage erforderlich; auf die weitere Brechstufe der Aufbereitungsanlage könnte verzichtet werden. The processing plant preferably comprises a further crushing stage, which breaks the concrete material (with a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm) to a finer grain size, e.g. to 0 to <40 mm, in particular to 0 up to <35 mm, preferably to 0 to 32 mm. All or part of the material from the crushing plant is fed into the further crushing stage of the processing plant. Of course, it would also be conceivable that the concrete material sorted out of the total demolition material in the crushing plant immediately to the finer grain size, e.g. to 0 to <40 mm, in particular to 0 to <35 mm, preferably to 0 to 32 mm, is broken up. This would only require a modification of the crushing plant; the further crushing stage of the processing plant could be dispensed with.
Das auf die feinere Körnung weiter aufgebrochene Beton-Material wird sodann in einer Separationsstufe der Aufbereitungsanlage in Fraktionen unterschiedlicher Körnungsbereiche separiert. Bevorzugt wird das gesamte weiter aufgebrochene Beton-Material in wenigstens drei Fraktionen mit unterschiedlichen Körnungsbereichen unterteilt. Besonders bevorzugt wird das weiter aufgebrochene Beton-Material in a) einen Staub-Anteil, b) einen Beton-Sand-Anteil mit einer Körnung von vorzugsweise <0 bis 4 mm, und c) einen Gesteinsanteil mit einer Körnung von vorzugsweise 4 bis <40 mm, insbesondere 4 bis <35 mm, bevorzugt 4 bis 32 mm, separiert. Der Staub hat vorzugsweise eine Körnung von <0,063 mm. Somit hat der Beton-Sand vorzugsweise eine Körnung von 0,063 bis 4 mm. Das auf diese Weise anfallende fraktionierte Beton-Material kann vollständig oder teilweise zur Beton-Flerstellung wiederverwendet werden und muss nicht zum Straßenbau oder auf Baustellen verwendet oder auf Deponien entsorgt werden. Die verschiedenen Fraktionen entsprechen in etwa den Komponenten, die für eine herkömmliche Fierstellung von Frischbeton der oben beschriebenen Art benötigt werden, nur dass statt neuer Naturzuschlagstoffe die aus dem Beton-Material gewonnenen recycelten Komponenten verwendet werden. The concrete material broken up further to the finer grain size is then separated into fractions of different grain size ranges in a separation stage of the processing plant. The entire further broken up concrete material is preferably divided into at least three fractions with different grain size ranges. The further broken up concrete material is particularly preferred in a) a dust fraction, b) a concrete-sand fraction with a grain size of preferably <0 to 4 mm, and c) a rock fraction with a grain size of preferably 4 to <40 mm, in particular 4 to <35 mm, preferably 4 to 32 mm, separated. The dust preferably has a grain size of <0.063 mm. Thus, the concrete sand preferably has a grain size of 0.063 to 4 mm. The fractionated concrete material obtained in this way can be reused in whole or in part for the production of concrete and does not have to be used for road construction or on construction sites or disposed of in landfills. The various fractions roughly correspond to the components that are required for conventional production of fresh concrete of the type described above, except that the recycled components obtained from the concrete material are used instead of new natural aggregates.
Der Staub-Anteil kann in verschiedenen Varianten wieder verwendet werden: The dust content can be reused in different ways:
1. Als Füller. 1. As a filler.
Als Füller kann der Staub-Anteil als Zugabe in den Frisch-Beton eingemischt werden. Beispielsweise kann der Staub-Anteil dann mit einem Anteil von < 5 % dem Frisch- Beton direkt zugegeben werden. Diese Zugabe kann beispielsweise unmittelbar im Betonwerk erfolgen. In Verwendung als Füller verbessert der Staub-Anteil die Verarbeitbarkeit, beispielsweise Geschmeidigkeit, des Frisch-Betons. As a filler, the dust content can be mixed into the fresh concrete as an additive. For example, <5% of the dust content can then be added directly to the fresh concrete. This addition can take place, for example, directly in the concrete plant. When used as a filler, the dust content improves the workability, for example suppleness, of the fresh concrete.
2. Als Zuschlagstoff im Zementwerk, bei der Zementherstellung: Für die Zementherstellung wird üblicherweise Kalkstein zerkleinert und in einem Ofen, beispielsweise Drehrohrofen, (beispielsweise bei ca. 1000 °C) gebrannt. Dabei entsteht Zementklinker. Dieser Zementklinker kann dem Ofen entnommen und anschließend gemahlen werden. Abhängig von dem Mahlgrad und der damit einhergehenden Kornverteilung bestimmt sich die Qualität des Zementklinkers und damit letztlich auch des Zements. Es ist nun zulässig, zum Zementklinker einen Zuschlagstoff beizumischen. Erfindungsgemäß wird nun der Staub-Anteil als Zuschlagstoff dem gemahlenen Zementklinker hinzugegeben, bevorzugt mit einem Anteil von <5 Gew.%. 2. As an aggregate in the cement works, in the cement production: For cement production, limestone is usually crushed and burned in a furnace, for example a rotary kiln (for example at approx. 1000 ° C.). This creates cement clinker. This cement clinker can be removed from the kiln and then ground. The quality of the cement clinker and ultimately also of the cement is determined by the degree of grinding and the associated grain size distribution. It is now permissible to add an aggregate to the cement clinker. According to the invention, the dust fraction is now added to the ground cement clinker as an aggregate, preferably with a fraction of <5% by weight.
Zusätzlich oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass dem Kalkstein der Staub-Anteil zugegeben wird. Der zerkleinerte Kalkstein kann dann zusammen mit dem Staub-Anteil gebrannt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass der Staub- Anteil mit dem zerkleinerten Kalkstein gemischt und die gemischte Fraktion in den Ofen eingegeben wird. Denkbar ist es jedoch auch, dass der zerkleinerte Kalkstein und der Staub-Anteil zeitlich und/oder räumlich abweichend voneinander dem Ofen zugegeben werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Staub-Anteil einen Massenanteil von < 30 Gew.% am Gesamtanteil des in den Ofen eingebrachten Materials ausmacht. Entsprechend kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der zerkleinerte Kalkstein einen Massenanteil von > 70 Gew.% am Gesamtanteil ausmacht. Im Ofen werden der Kalkstein und der Staub-Anteil gebrannt, wodurch sich die hydraulische Aktivität sowohl des Staub-Anteils als auch des Kalksteins erhöht, um einen wirkungsvollen Zementklinker zu bilden. In addition or as an alternative, provision can also be made for the dust content to be added to the limestone. The crushed limestone can then be burned together with the dust fraction. For example, it is possible that the dust fraction is mixed with the crushed limestone and the mixed fraction is fed into the furnace. However, it is also conceivable that the comminuted limestone and the dust fraction are added to the furnace at different times and / or locations. For example, it is conceivable that the dust fraction makes up a mass fraction of <30% by weight of the total fraction of the material introduced into the furnace. Accordingly, it can be provided, for example, that the crushed limestone makes up a mass fraction of> 70% by weight of the total. The limestone and the dust fraction are burned in the kiln, which increases the hydraulic activity of both the dust fraction and the limestone to form an effective cement clinker.
Flierdurch ergibt sich eine erhebliche C02-Reduktion. Dies liegt darin begründet, dass das im Staub-Anteil gebundene CO2 während des Brennprozesses nicht mehr abgegeben wird, im Gegensatz zum C02-Anteil des Rohmaterials (Kalkstein) aus dem Steinbruch. This results in a considerable reduction in CO 2. This is due to the fact that the CO2 bound in the dust component is no longer released during the burning process, in contrast to the C0 2 component of the raw material (limestone) from the quarry.
Die verschiedenen Fraktionen (Gesteinsanteil, Beton-Sand-Anteil, Staub-Anteil) mit den drei unterschiedlichen Körnungen können vorzugsweise zu 100% wieder für die Produktion von Frischbeton eingesetzt werden. Dabei ersetzt das Gesteins-Material mit der Körnung von etwa 4 bis <40 mm das entsprechende Naturmaterial (Schotter oder Splitt) aus Steinbrüchen oder Kieswerken. Der Beton-Sand mit der Körnung von >0 bis 4 mm ersetzt Natursand aus Sandgruben oder Brechsand aus Schotterwerken. Der Staub-Anteil ersetzt Füller im Frisch-Beton und/oder kann bei der Zementherstellung verwendet werden (siehe oben). The different fractions (stone share, concrete-sand share, dust share) with the three different grain sizes can preferably be reused 100% for the production of fresh concrete. The rock material with a grain size of about 4 to <40 mm replaces the corresponding natural material (gravel or chippings) from quarries or gravel works. The concrete sand with a grain size of> 0 to 4 mm replaces natural sand from sand pits or crushed sand from crushed stone works. The dust component replaces filler in fresh concrete and / or can be used in cement production (see above).
Füller sind eine Untergruppe der Gesteinsmehle. Sie zählen zu den nahezu inaktiven Stoffen und haben einen Füllereffekt im Korngerüst des Betons. Füller sind mineralische Stoffe mit einer Körnung von üblicherweise <0,125 mm, vorzugsweise von <0,0625 mm, die aus Gesteinen wie beispielsweise Kalk, quarzitischem Sandstein oder Porphyr gewonnen werden. Werden Gesteinsmehle bei der Fierstellung von Asphalt, Betonbauteilen oder Transportbeton eingesetzt, spricht man von Füllern gemäß DIN EN 13043 bzw. DIN EN 12620. Von einem Gesteinsmehl als Zementfüller nach DIN EN 12620 spricht man, wenn es als Betonzusatzstoff eingesetzt wird. Gesteinsmehle wirken im Beton überwiegend physikalisch (z.B. zur Realisierung eines Füllereffekts im Korngerüst des Betons) und beeinflussen, insbesondere verbessern, u.a. das Verarbeitungsverhalten des Betons. Filler are a subgroup of rock flour. They are among the almost inactive substances and have a filler effect in the grain structure of the concrete. Filler are mineral substances with a grain size of usually <0.125 mm, preferably <0.0625 mm, which are obtained from rocks such as lime, quartzitic sandstone or porphyry. If rock powder is used to fill asphalt, concrete components or ready-mixed concrete, we speak of fillers in accordance with DIN EN 13043 or DIN EN 12620. Rock powder as cement filler in accordance with DIN EN 12620 is used as a concrete additive. Rock powder has a predominantly physical effect in concrete (e.g. to achieve a filler effect in the grain structure of the concrete) and influence, in particular improve, the processing behavior of the concrete, among other things.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass während der Aufbereitungsstufe beim Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm während der Aufbereitungsstufe Zementstein von Füllkorn des Betons abgetrennt wird und der Staub-Anteil den Zementstein umfasst. Vorteilhafterweise wird der Zementstein in einer Walzmühle, insbesondere einer Vertikal-Walzmühle, vom Füllkorn des Betons abgetrennt. Nach der Abtrennung des Zementsteins vom Füllkorn liegt der Zementstein feinkörnig bis staubförmig (beides wird im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung als Staub-Anteil bezeichnet), mit einer großen reaktiven Oberfläche vor. According to an advantageous further development of the invention, it is proposed that during the preparation stage when breaking up the broken concrete into material with a grain size between 0 and <40 mm, during the preparation stage, cement stone is separated from the filler grain of the concrete and the dust component includes the cement stone. The cement stone is advantageously separated from the filler grain of the concrete in a roller mill, in particular a vertical roller mill. After the cement paste has been separated from the filler grain, the cement paste is fine-grained to dust-like (both are referred to as dust in the context of the present patent application) with a large reactive surface.
Zementleim umhüllt die Gesteinskörner, füllt die Flohlräume und macht den Frischbeton verarbeitbar. Durch das Erhärten des Zementleims entsteht der Zementstein in dem Festbeton. Die Beschaffenheit des Zementsteins hat großen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Festbetons. Das Füllkorn hat bspw. einen Durchmesser d = 0,315 x D, wobei D der Durchmesser von Grobkorn des Betons ist. In der Praxis weichen Grobkorn und Feinkorn von der Kugelform ab und die Grobkörner und Feinkörner haben jeweils untereinander unterschiedliche Größen, sodass das Feinkorn bevorzugt nicht größer als etwa 1/7 des durchschnittlichen Grobkorndurchmessers ist. Gesteinskörnungen für Beton sind in DIN EN 12620 genormt. Cement glue envelops the stone grains, fills the flea spaces and makes the fresh concrete workable. The hardening of the cement paste creates the cement stone in the hardened concrete. The composition of the cement paste has a great influence on the physical properties of the hardened concrete. The filler grain has, for example, a diameter d = 0.315 x D, where D is the diameter of the coarse grain of the concrete. In practice, coarse grain and fine grain deviate from the spherical shape and the coarse grains and fine grains each have different sizes from one another, so that the fine grain is preferably not larger than about 1/7 of the average coarse grain diameter. Aggregates for concrete are standardized in DIN EN 12620.
Der Zementstein aber auch der Beton-Sand enthalten noch nicht weiter oxidiertes Calciumoxid CaO, bspw. in Form von Calciumsilikat-Flydraten (CaO S1O2), Calciumaluminat-Flydraten (CaO AI2O3) und/oder Calcium-/ Eisenoxid-Flydraten (CaO Fe203). The cement stone but also the concrete sand contain calcium oxide CaO which has not yet been further oxidized, e.g. in the form of calcium silicate flydrates (CaO S1O2), calcium aluminate flydrates (CaO AI 2 O 3 ) and / or calcium / iron oxide flydrates (CaO Fe 2 03).
Hauptkomponenten des Rohstoffgemisches für die Zementherstellung ist Calciumcarbonat oder Kalk (CaCOs). Der Calciumcarbonat-Gehalt des Gemisches zur Herstellung von Zement sollte mindestens 76-78 Masse-% betragen. The main component of the raw material mixture for cement production is calcium carbonate or lime (CaCOs). The calcium carbonate content of the mixture for the production of cement should be at least 76-78% by mass.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach dem Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm während der Aufbereitungsstufe der Staub-Anteil mit Kohlenstoffdioxid beaufschlagt wird, wobei in dem Staubanteil enthaltenes Calciumoxid mit dem Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. In entsprechender Weise ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn nach dem Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm während der Aufbereitungsstufe auch der Beton- Sand-Anteil mit Kohlenstoffdioxid beaufschlagt wird, wobei in dem Beton-Sand-Anteil enthaltenes Calciumoxid mit dem Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. According to a preferred embodiment of the invention, it is proposed that after the breaking up of concrete into material with a grain size between 0 and <40 mm during the processing stage, the dust fraction is treated with carbon dioxide, with calcium oxide contained in the dust fraction increasing with the carbon dioxide Lime reacts. In a corresponding manner, it is also advantageous if, after the breaking up of concrete into material with a grain size between 0 and <40 mm, the concrete-sand portion is also exposed to carbon dioxide during the preparation stage, in which case the concrete-sand portion The calcium oxide contained in it reacts with the carbon dioxide to form lime.
Das in dem abgetrennten und stark zerkleinerten Zementstein enthaltene Calciumoxid (CaO) ist in der Lage, Kohlenstoffdioxid (CO2) aufzunehmen. Das CO2 kann aus der Umgebungsluft entnommen werden oder aber auch gezielt zugeführt werden. Bei dieser Carbonatisierung des Zementsteins reagiert das Calciumoxid zu Kalk (CaC03). The calcium oxide (CaO) contained in the separated and severely crushed cement stone is able to absorb carbon dioxide (CO2). The CO2 can be taken from the ambient air or it can also be added in a targeted manner. During this carbonation of the cement paste, the calcium oxide reacts to form lime (CaC0 3 ).
CaO + C02 -> CaC03 Der Kalk ist eine natürliche Ca-Verbindung und steht dann für den weiteren Prozess der Zementproduktion zur Verfügung. CaO + C0 2 -> CaC0 3 The lime is a natural Ca compound and is then available for the further process of cement production.
Bei der Zement-Herstellung werden aus Kalkstein = Kalk (CaCC^) + Ton + Brennstoff = Zement-Klinker hergestellt und es wird Kohlenstoffdioxid (CO2) freigesetzt. Mit der vorliegenden Erfindung schließt sich nun der Kreislauf, indem der Zementfüller und der Sand wieder CO2 aufnehmen und aus einer CaO + C02-Verbindung Kalk (CaCOs) entsteht, wie bei dem Ausgangsprodukt, dem Kalkstein. During cement production, limestone = lime (CaCC ^) + clay + fuel = cement clinker and carbon dioxide (CO2) is released. With the present invention, the cycle is now closed in that the cement filler and the sand absorb CO2 again and lime (CaCOs) is created from a CaO + C0 2 compound, as with the starting product, limestone.
Das oben beschriebene Beton-zu-Beton-Verfahren sowie die Bindung von CO2 in eine stabile natürliche CaC03-Verbindung dienen der Abfall-Vermeidung sowie der Verbesserung der C02-Billanz des Betons. Die Reduzierung des C02-Ausstosses erfolgt durch kurze Transport-Wege, durch Reduzierung der benötigten neuen Zement-Menge und durch die Bindung von ausgestoßenem CO2, insbesondere aus der Luft. The concrete-to-concrete process described above and the binding of CO2 in a stable natural CaC03 compound serve to avoid waste and improve the C0 2 balance of the concrete. The reduction in CO 2 emissions is achieved through short transport routes, through a reduction in the amount of new cement required and through the binding of CO2 emitted, especially from the air.
Ferner wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Aufbereitungsanlage für Beton mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Ausgehend von der Aufbereitungsanlage der eingangs genannten Art wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Aufbereitungsanlage eine weitere Brechstufe zum Brechen des aus dem Gesamtabbruchmaterial heraussortierten Betons in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm, bevorzugt zwischen 0 und <35 mm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 32 mm, aufweist und die Separationsstufe das Material aus der weiteren Brechstufe in einen Gesteinsanteil, einen Beton-Sand-Anteil sowie einen Staubanteil separiert, wobei der Staubanteil eine Körnung von <0,063 mm, der Beton-Sand-Anteil eine Körnung von 0,063 bis 4 mm und der Gesteinsanteil eine Körnung von >4 mm aufweist. Furthermore, a processing plant for concrete with the features of claim 9 is proposed to solve the above-mentioned object. Based on the processing plant of the type mentioned at the beginning, it is proposed in particular that the processing plant have a further crushing stage for breaking the concrete sorted out of the total demolition material into material with a grain size between 0 and <40 mm, preferably between 0 and <35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, and the separation stage separates the material from the further crushing stage into a rock fraction, a concrete-sand fraction and a dust fraction, the dust fraction having a grain size of <0.063 mm, the concrete-sand fraction a grain size of 0.063 to 4 mm and the rock content has a grain size of> 4 mm.
Die Aufbereitungsanlage ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus gebildet. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Aufbereitungsanlage beim Zer legen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm Zementstein von Füllkorn des Betons abtrennt und der Staubanteil den Zementstein umfasst. Das Trennen des Zementsteins von dem Füllkorn erfolgt vorzugsweise in einer Walzmühle, insbesondere in einer Vertikal-Walzmühle, die Teil der Aufbereitungsanlage ist. The processing plant is formed to carry out the method according to the invention. In particular, it is proposed that the processing plant separates the cement stone from the filler grain of the concrete when the broken-up concrete is broken down into material with a grain size between 0 and <40 mm, and the dust component includes the cement stone. The cement paste is preferably separated from the filler grain in a roller mill, especially in a vertical roller mill, which is part of the processing plant.
Vorteilhafterweise beaufschlagt die Aufbereitungsanlage nach dem Separieren des Materials aus der weiteren Brechstufe den Staub-Anteil bzw. den Zementstein und/oder den Beton-Sand-Anteil mit Kohlenstoffdioxid, wobei in dem Staub-Anteil bzw. dem Zementstein und/oder in dem Beton-Sand-Anteil enthaltenes Calciumoxid mit dem Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. Bevorzugt weist die Aufbereitungsanlage zur Beaufschlagung des Staub-Anteils und/oder des Beton-Sand-Anteils mit Kohlenstoffdioxid mindestens eine CCVAufnahmeeinheit auf. Bei dieser handelt es sich vorzugsweise um ein in sich geschlossenes System, in dem der in der Aufbereitungsanlage hergestellte Staub-Anteil bzw. Beton-Sand CO2 aufnehmen kann, sodass eine stabile natürliche Ca-Verbindung (CaCOs) entsteht. Die Beaufschlagung des Staub-Anteils und des Beton-Sands mit CO2 in der mindestens einen CCVAufnahme-Einheit erfolgt vorzugsweise bei Umgebungsdruck (ca. 1.013,25 hPa +/- 30 hPa) und bei Umgebungstemperatur (ca. 15°C +/- 15°C). Selbstverständlich wäre es jedoch auch denkbar, die CCVBeaufschlagung unter einem erhöhten Druck (z.B. > 1.500 hPa) und/oder unter WärmezufuhrAdvantageously, after separating the material from the further crushing stage, the processing plant acts on the dust portion or the cement stone and / or the concrete-sand portion with carbon dioxide, whereby in the dust portion or the cement stone and / or in the concrete The calcium oxide contained in the sand reacts with the carbon dioxide to form lime. The processing plant preferably has at least one CCV receiving unit for the application of the dust component and / or the concrete-sand component with carbon dioxide. This is preferably a closed system in which the dust or concrete sand produced in the processing plant can absorb CO2, so that a stable natural Ca compound (CaCOs) is created. The exposure of the dust content and the concrete sand with CO2 in the at least one CCV intake unit is preferably carried out at ambient pressure (approx. 1,013.25 hPa +/- 30 hPa) and at ambient temperature (approx. 15 ° C +/- 15 ° C). Of course, it would also be conceivable, however, to apply the CCV under an increased pressure (e.g.> 1,500 hPa) and / or with the supply of heat
(Reaktionstemperatur z.B. > 30°C) durchzuführen, damit der Staub-Anteils bzw. der Sand eine größere Menge an CO2 aufnehmen können. Ferner ist es denkbar, den Staub-Anteils und/oder den Sand während der CCVAufnahme zu durchmischen, um über einen längeren Zeitraum hinweg eine reaktionsfreudige Oberfläche zur Verfügung stellen zu können, damit der Staub-Anteils bzw. der Beton-Sand eine größere Menge an CO2 aufnehmen können. Der Staub-Anteils und der Sand können in separaten C02-Aufnahme-Einheiten oder in einer gemeinsamen C02-Aufnahme- Einheit mit CO2 beaufschlagt werden. (Reaction temperature eg> 30 ° C) so that the dust or sand can absorb a larger amount of CO2. It is also conceivable to mix the dust component and / or the sand during the CCV absorption in order to be able to provide a reactive surface over a longer period of time, so that the dust component or the concrete sand has a larger amount Can absorb CO2. The dust content and the sand can be acted upon with CO2 in separate C0 2 absorption units or in a common C0 2 absorption unit.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Further features and advantages of the present invention are explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1 einen Kreislauf zur Betonherstellung und -Wiederverwertung umfassend das erfindungsgemäße Verfahren zur Betonaufbereitung. Fig. 2 eine Mindmap eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Betonaufbereitung; und 1 shows a cycle for concrete production and recycling comprising the method according to the invention for concrete preparation. 2 shows a mind map of a method known from the prior art for preparing concrete; and
Fig. 3 eine Mindmap eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Betonaufberei tung. Fig. 3 is a mind map of a method according to the invention for processing concrete.
Unter Bezugnahme auf einen Teil der Fig. 1 und die Fig. 2 wird nachfolgend ein bekanntes Verfahren zur begrenzten Betonaufbereitung näher erläutert. With reference to a part of FIG. 1 and FIG. 2, a known method for limited concrete preparation is explained in more detail below.
Ein bekannter Prozess für die Fierstellung von Beton in einem Betonwerk 1 sieht vor, dass Zement 10, Sand und Gesteinskörnungen 11 mit Wasser 12 vermischt werden und ein sog. Transport- oder Frischbeton hergestellt wird. Die Mengenangaben in Fig. 2 sind nur beispielhaft, können allerdings einen Anhaltspunkt über die Mengenverhältnisse der verschiedenen Komponenten zur Fierstellung von Frischbeton geben. Der Beton umfasst üblicherweise auch eine geringe Menge Kalk (CaCOs) 13. Der Transportbeton wird auf eine Baustelle 3 transportiert. Zum Transport des Betons kann bspw. ein Betonmischer 2, ein Leitungssystem o.ä. verwendet werden. Auf der Baustelle 3 wird der Beton verarbeitet, bspw. zum Errichten von Bauwerken 31 über und unter Tage, umfassend bspw. Wohn-/ Verwaltungs-/ Bürogebäude, Bauten im Bereich Transport (z.B. Brücken, Tunnel, Gleisbau, Straßen, Start- und Landebahnen, Flughäfen, Bahnhöfe, Raststätten), Infrastrukturbauten (z.B. Kanalisation, Abwasserreinigungsanlagen, Lärmschutz wände, Schulen, Universitäten, Krankenhäuser) oder zum Errichten bzw. Fertigen von Teilen davon (z.B. Drehrestaurant, Betonschwellen, Gleisbett, etc.). A known process for the filling of concrete in a concrete plant 1 provides that cement 10, sand and aggregates 11 are mixed with water 12 and a so-called transport or fresh concrete is produced. The quantities given in FIG. 2 are only exemplary, but can give an indication of the proportions of the various components for the production of fresh concrete. The concrete usually also comprises a small amount of lime (CaCOs) 13. The ready-mixed concrete is transported to a construction site 3. For example, a concrete mixer 2, a pipe system or the like can be used to transport the concrete. At construction site 3, the concrete is processed, e.g. to erect structures 31 above and below ground, including e.g. residential / administrative / office buildings, structures in the area of transport (e.g. bridges, tunnels, track construction, roads, runways , Airports, train stations, rest stops), infrastructure buildings (e.g. sewers, sewage treatment systems, noise barriers, schools, universities, hospitals) or for erecting or manufacturing parts thereof (e.g. revolving restaurant, concrete sleepers, track bed, etc.).
Wenn die Lebensdauer des Bauwerks 31 beendet ist (41 in Fig. 2), erfolgt dessen Abbruch 4. Dabei wird der Beton aus dem Gesamt-Abbruchmaterial 42 heraussortiert, bspw. mittels eines Baggers 43 oder eines anderen geeigneten Geräts, und im Rahmen der sog. ersten Aufbereitungsstufe 51 a. das Beton-Material vor Ort an der Anfallstelle mit einer herkömmlichen Brech anlage 5 in Material der Körnung 0-45 mm oder 0-63 mm gebrochen und bspw. als Schotterersatz wieder auf der Baustelle 3 verwendet, oder b. das Beton-Material zu Beton-Recycling-Plätzen gefahren und das Material dort ebenfalls mit einer herkömmlichen Brechanlage 5 in Material der Körnung 0-45 mm oder 0-63 mm gebrochen und das Material der Körnung 8/22 (8-22mm) entweder als Schotter-Ersatz verwendet oder teilweise als Beton-Splitt als Ersatz von Natur-Splitter in Betonwerken 1 (53 in Fig. 2) verwendet; die restlichen Körnungen werden teilweise im Straßenbau verwertet (52 in Fig. 2) oder auf Deponien entsorgt. When the service life of the structure 31 has ended (41 in FIG. 2), its demolition 4 takes place First processing stage 51 a. the concrete material on site at the point of occurrence with a conventional crushing plant 5 broken into material with a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm and, for example, used again on construction site 3 as a ballast substitute, or b. the concrete material is driven to concrete recycling sites and the material is also broken there with a conventional crushing plant 5 into material with a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm and the material with a grain size of 8/22 (8-22mm) either as Ballast substitute used or partially used as concrete chippings as a substitute for natural chippings in concrete works 1 (53 in Fig. 2); the remaining grains are partly used in road construction (52 in Fig. 2) or disposed of in landfills.
Die bekannte Fierstellung von Beton und die nur beschränkten Möglichkeiten zur Wiederverwendung von Beton-Abbruch bei der Betonherstellung führen dazu, dass Beton als wenig umweltfreundlich gilt, insbesondere im H inblick auf den Kohlenstoff dioxid (C02)-Ausstoß. Dank der vorliegenden Erfindung ist die Betonherstellung umweltfreundlicher und kostengünstiger und die CCVBillanz ist verbessert. The well-known Fierstellung of concrete and the limited possibilities to reuse concrete demolition in the concrete production lead to the fact that concrete is not considered environmentally friendly, especially in terms of carbon dioxide (C0 2 ) emissions. Thanks to the present invention, concrete production is more environmentally friendly and cheaper and the CCV balance is improved.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nach dem Fieraussortieren des Betons (4 in Fig. 1) aus dem Gesamt-Abbruchmaterial 42 und nach dem Aufbrechen des Betons in der Brechanlage 5, der Beton-Aufbruch vorzugsweise mit der Körnung 0- 45 mm oder 0-63 mm in einer Aufbereitungsanlage 6 in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm, bevorzugt zwischen 0 und <35 mm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 32 mm, zerlegt und in einen Gesteinskornanteil 60, einen Beton- Sand-Anteil 61 sowie einen Staub-Anteil 62 unterteilt. Die Aufbereitungsanlage 6 ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. In the context of the present invention, after sorting out the concrete (4 in Fig. 1) from the total demolition material 42 and after breaking up the concrete in the crushing plant 5, the concrete is broken up preferably with a grain size of 0-45 mm or 0- 63 mm in a processing plant 6 in material with a grain size between 0 and <40 mm, preferably between 0 and <35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, broken down into a rock grain fraction 60, a concrete-sand fraction 61 and a Dust fraction 62 subdivided. The processing plant 6 is designed to carry out the method according to the invention.
Der Gesteinskornanteil 60 weist vorzugsweise eine Körnung in einem Bereich von etwa 4 bis 32 mm und der Beton-Sand-Anteil 61 eine Körnung in einem Bereich von vorzugsweise >0 bis etwa 4 mm auf. Die Körnungsbereiche des Gesteinskornanteils 60 und des Beton-Sand-Anteils 61 überlappen sich vorzugsweise nicht (bis etwa 4 mm: Beton-Sand-Anteil 61 und darüber: Gesteinskornanteil 60). The aggregate fraction 60 preferably has a grain size in a range from approximately 4 to 32 mm and the concrete-sand fraction 61 has a grain size in a range from preferably> 0 to approximately 4 mm. The grain size ranges of the aggregate fraction 60 and the concrete-sand fraction 61 preferably do not overlap (up to about 4 mm: concrete-sand fraction 61 and above: aggregate fraction 60).
Der Staub-Anteil 62 weist vorzugsweise eine Korngröße von <0,25 mm, bevorzugt von <0,125 mm, besonders bevorzugt von <0,063 mm, der Beton-Sand-Anteil 61 eine Körnung von 0,063 mm bis 4 mm und der Gesteinsanteil 60 eine Körnung von > 4 mm auf. Die Körnungsbereiche der verschiedenen Anteile 60, 61 , 62 überlappen sich nicht. Ein Teil oder alle Anteile 60, 61, 62 werden zur Herstellung von Frischbeton wiederverwendet. The dust fraction 62 preferably has a grain size of <0.25 mm, preferably <0.125 mm, particularly preferably <0.063 mm, the concrete-sand fraction 61 has a grain size of 0.063 mm to 4 mm and the rock fraction 60 has a grain size of> 4 mm. The grain size ranges of the various parts 60, 61, 62 overlap not yourself. Some or all of the portions 60, 61, 62 are reused for the production of fresh concrete.
Vorzugsweise erfolgt das weitere Aufbrechen des an der Abbruchstelle 4 heraussortierten und auf eine Körnung von 0-45 mm oder 0-63 mm in der Brechanlage 5 aufgebrochenen Beton-Materials auf eine Körnung im Bereich von 0- <40 mm in einer weiteren Brechstufe, die Teil der Aufbereitungsanlage 6 ist. Die weitere Brechstufe umfasst vorzugsweise eine Walzmühle 67, insbesondere eine vertikale Walzmühle. Walzmühlen sind an sich aus dem Stand der Technik, bspw. der WO 2020/042679 A1 , bekannt, jedoch nicht zur Verwendung im Bereich des Betonrecyclings. Bezüglich Aufbau und Betrieb der Walzmühle wird ausdrücklich auf diese Druckschrift verwiesen, die hiermit auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Preferably, the further breaking up of the concrete material sorted out at the breaking point 4 and broken up to a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm in the crushing plant 5 takes place to a grain size in the range of 0- <40 mm in a further breaking stage, the Part of the processing plant 6 is. The further crushing stage preferably comprises a roller mill 67, in particular a vertical roller mill. Roll mills are known per se from the prior art, for example WO 2020/042679 A1, but not for use in the field of concrete recycling. With regard to the construction and operation of the roller mill, express reference is made to this publication, which is hereby also made the subject of the present application.
Durch das zweistufige Aufbrechen des an der Abbruchstelle 4 heraussortierten Beton-Materials kann das Beton-Material besonders gut und maschinenschonend aufgebrochen werden. Alternativ wäre es aber auch denkbar, dass die Brechanlage 5 derart verändert wird, dass sie das an der Abbruchstelle 4 heraussortierte Beton- Material in einer einzigen Stufe gleich auf eine Körnung von 0 bis <40 mm aufbricht. In diesem Fall wäre die modifizierte Brechanlage 5 Teile der erfindungsgemäßen Aufbereitungsanlage 6. As a result of the two-stage breaking up of the concrete material sorted out at the breaking point 4, the concrete material can be broken up particularly well and in a manner that is gentle on the machine. Alternatively, however, it would also be conceivable that the crushing system 5 is modified in such a way that it breaks up the concrete material sorted out at the breaking point 4 in a single step to a grain size of 0 to <40 mm. In this case, the modified crushing plant 5 would be part of the processing plant 6 according to the invention.
Zum Separieren des vorzugsweise auf eine Körnung von 0 bis <40 mm weiter aufgebrochenen Beton-Materials in die Komponenten 60, 61, 62 kann eine Separationsstufe 66 vorgesehen sein, die ebenfalls Teil der Aufbereitungsanlage 6 ist. Die Komponenten 60, 61 , 62 entsprechen in etwa den Komponenten, die für eine herkömmliche Betonherstellung der oben beschriebenen Art im Betonwerk 1 benötigt werden, nur dass statt neuer Naturzuschlagstoffe die aus dem Beton-Material gewonnenen recycelten Komponenten 60, 61, 62 verwendet werden. To separate the concrete material, which is preferably further broken down to a grain size of 0 to <40 mm, into the components 60, 61, 62, a separation stage 66 can be provided, which is also part of the processing plant 6. The components 60, 61, 62 roughly correspond to the components that are required for conventional concrete production of the type described above in the concrete plant 1, except that the recycled components 60, 61, 62 obtained from the concrete material are used instead of new natural aggregates.
Vorzugsweise wird während der weiteren Brechstufe beim Aufbrechen des Beton- Aufbruchs bzw. des in der Brechanlage 5 bereits auf eine Körnung von 0-45 mm bzw. 0-63 mm aufgebrochenen Beton-Materials in das Betonmaterial mit einer Körnung von 0 bis <40 mm (Prozessschritt 63 in Fig. 3) Zementstein vom Füllkorn des Betons abgetrennt. Der Staubanteil 62 umfasst den gemahlenen Zementstein, der beispielsweise als Füller (Zementfüller) für die Produktion von Frischbeton in dem Betonwerk 1 wiederverwertet werden kann (70 in Fig. 3). Preferably, during the further crushing stage when breaking up the concrete break-up or the concrete material which has already been broken up to a grain size of 0-45 mm or 0-63 mm in the crushing plant 5, is into the concrete material with a Grain size from 0 to <40 mm (process step 63 in Fig. 3) cement stone separated from the filler grain of the concrete. The dust portion 62 comprises the ground cement stone, which can be reused, for example, as a filler (cement filler) for the production of fresh concrete in the concrete plant 1 (70 in FIG. 3).
Gesteinskörnungen für Beton sind in DIN EN 12620 genormt. Zementleim umhüllt die Gesteinskörner (Füllkorn bzw. Grobkorn), füllt die Flohlräume und macht den Frisch beton verarbeitbar. Durch das Erhärten des Zementleims entsteht Zementstein. Die Beschaffenheit des Zementsteins hat großen Einfluss auf die physikalischen Eigen schaften des Festbetons. Nach der Abtrennung des Zementsteins vom Füllkorn des Betons liegt der Zementstein feinkörnig bis staubförmig, mit einer großen reaktiven Oberfläche vor. Aggregates for concrete are standardized in DIN EN 12620. Cement glue envelops the rock grains (filler grain or coarse grain), fills the flea spaces and makes the fresh concrete workable. The hardening of the cement paste creates cement stone. The composition of the cement paste has a great influence on the physical properties of the hardened concrete. After the cement paste has been separated from the filler grain of the concrete, the cement paste is fine-grained to dusty with a large reactive surface.
Ferner wird vorgeschlagen, dass nach dem Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm in der Aufbereitungsanlage 6 der Staub-Anteil 62 und/oder der Beton-Sand-Anteil 61 mit Kohlenstoffdioxid CO2 beaufschlagt wird, wobei in dem Staub-Anteil 62 bzw. dem Beton-Sand-Anteil 61 enthaltenes Calciumoxid CaO mit dem Kohlenstoffdioxid CO2 zu Kalk CaC03 reagiert. It is also proposed that after the breaking up of concrete has been broken down into material with a grain size between 0 and <40 mm in the processing plant 6, the dust component 62 and / or the concrete-sand component 61 are exposed to carbon dioxide CO2, with in The calcium oxide CaO contained in the dust component 62 or the concrete-sand component 61 reacts with the carbon dioxide CO2 to form lime CaC03.
Der Zementstein bzw. der Staub-Anteil 62 und/oder der Beton-Sand-Anteil 61 enthalten noch nicht weiter oxidiertes Calciumoxid CaO in Form von Calciumsilikat- Flydraten (CaO S1O2), Calciumaluminat-Flydraten (CaO AI2O3), Calcium-/ Eisenoxid- Flydraten (CaO Fe2Os) und/oder anderen Calciumoxid-Verbindungen. The cement stone or the dust component 62 and / or the concrete-sand component 61 contain calcium oxide CaO which has not yet been further oxidized in the form of calcium silicate flydrates (CaO S1O2), calcium aluminate flydrates (CaO AI2O3), calcium / iron oxide Flydraten (CaO Fe 2 Os) and / or other calcium oxide compounds.
Flauptkomponenten des Rohstoffgemisches für die Zementherstellung ist Kalk (Calciumcarbonat: CaCOs). Der Calciumcarbonat-Gehalt des Gemisches zur Fierstel lung von Zement sollte mindestens 76-78 Masse-% betragen. The main component of the raw material mixture for cement production is lime (calcium carbonate: CaCOs). The calcium carbonate content of the mixture for cementing should be at least 76-78% by mass.
Zum Beaufschlagen des Staub-Anteils 62 mit Kohlenstoffdioxid CO2 kann die Aufbereitungsanlage 6 eine C02-Aufnahmeeinheit 64 aufweisen (vgl. Fig. 1 ). In entsprechender Weise ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn in der Aufbereitungsanlage 6 eine C02-Aufnahmeeinheit 65 zum Beaufschlagen des Beton-Sand-Anteils 61 mit Kohlenstoffdioxid CO2 vorgesehen ist (vgl. Fig. 1). Es wäre aber auch denkbar, dass die Aufbereitungsanlage 6 eine gemeinsame CCVAufnahmeeinheit zum Beaufschlagen beider Komponenten 61, 62 mit CO2 aufweist. Bei den CO2- Aufnahmeeinheiten 64, 65 handelt es sich vorzugsweise jeweils um ein in sich geschlossenes System, in dem der in der Aufbereitungsstufe 6 erzeugte Staub-Anteil 62 und/oder Beton-Sand 61 CO2 aufnehmen, sodass eine stabile natürliche Ca- Verbindung (z.B. CaC03) entsteht. In order to apply carbon dioxide CO 2 to the dust portion 62, the processing plant 6 can have a CO 2 pick-up unit 64 (cf. FIG. 1). In a corresponding manner, it is also advantageous if, in the processing plant 6, a CO 2 receiving unit 65 for loading the concrete-sand portion 61 with Carbon dioxide CO2 is provided (see. Fig. 1). It would also be conceivable, however, for the processing plant 6 to have a common CCV receiving unit for applying CO2 to both components 61, 62. The CO2 absorption units 64, 65 are each preferably a closed system in which the dust portion 62 and / or concrete sand 61 generated in the processing stage 6 absorb CO2, so that a stable natural Ca compound ( e.g. CaC0 3 ) arises.
Die Beaufschlagung des Staub-Anteils 62 und/oder des Sands 61 mit CO2 erfolgt vorzugsweise bei Umgebungsdruck (ca. 1.013,25 hPa +/- 30 hPa) und bei Umgebungstemperatur (ca. 15°C +/- 15°C). Selbstverständlich wäre es jedoch auch denkbar, die CCVBeaufschlagung unter einem Druck oberhalb des Umgebungsdrucks (z.B. > 1.500 hPa) und unter Wärmezufuhr (Reaktionstemperatur z.B. > 30°C) durchzuführen, damit der Staub-Anteils 62 und/oder der Sand 61 eine größere Menge an CO2 aufnehmen können. Ferner ist es denkbar, den Staub-Anteils 62 und/oder den Sand 61 während der CCVAufnahme durchzumischen, damit möglichst der gesamte Staub-Anteils 62 bzw. der gesamte Sand 61 an die Oberfläche gelangen und mit dem CO2 reagieren kann. Dadurch kann eine größere Menge an CO2 aufgenommen werden. Ebenfalls denkbar wäre es, das CO2 über Düsen direkt in das Material des gemahlenen Zementsteins (Staub-Anteil 62) bzw. des Beton-Sands 61 einzubringen. The exposure of the dust portion 62 and / or the sand 61 with CO2 takes place preferably at ambient pressure (approx. 1,013.25 hPa +/- 30 hPa) and at ambient temperature (approx. 15 ° C +/- 15 ° C). Of course, it would also be conceivable to apply the CCV at a pressure above ambient pressure (e.g.> 1,500 hPa) and with the supply of heat (reaction temperature, e.g.> 30 ° C) so that the dust portion 62 and / or the sand 61 absorb a larger amount Can absorb CO2. It is also conceivable to mix the dust portion 62 and / or the sand 61 during the CCV uptake so that as much as possible of the dust portion 62 or all of the sand 61 can reach the surface and react with the CO2. This allows a larger amount of CO2 to be absorbed. It would also be conceivable to introduce the CO2 directly into the material of the ground cement stone (dust component 62) or the concrete sand 61 via nozzles.
Insbesondere das in dem abgetrennten und stark zerkleinerten Zementstein (Staub- Anteil 62) enthaltene Calciumoxid CaO ist in der Lage, weiteres Kohlenstoffdioxid CO2 aufzunehmen, bspw. aus der Luft. Bei dieser Carbonatisierung des Staub- Anteils 62 reagiert das Calciumoxid zu Kalk. In particular, the calcium oxide CaO contained in the separated and heavily comminuted cement stone (dust component 62) is able to absorb further carbon dioxide CO2, for example from the air. During this carbonation of the dust component 62, the calcium oxide reacts to form lime.
CaO + C02 -> CaC03 CaO + C0 2 -> CaC0 3
Der Kalk CaC03 ist eine natürliche Ca-Verbindung und steht dann für den weiteren Prozess der Beton-/Zementproduktion zur Verfügung. Der gemahlene Staub-Anteil 62 ersetzt einen Teil des neu hergestellten Zements (70 in Fig. 3) oder kann als Füller im Frischbeton verwendet werden. Dadurch wird bei der Zementherstellung weniger neuer Zement benötigt und weniger CO2 freigesetzt (72 in Fig. 3). The lime CaC0 3 is a natural Ca compound and is then available for the further process of concrete / cement production. The ground dust portion 62 replaces part of the newly produced cement (70 in Fig. 3) or can be used as Filler can be used in fresh concrete. As a result, less new cement is required in cement production and less CO2 is released (72 in Fig. 3).
Bei der Zement-Flerstellung werden aus Kalkstein = Kalk (CaCC^) + Ton + Brennstoff = Zement-Klinker hergestellt und wird Kohlenstoffdioxid CO2 freigesetzt (71 in Fig. 3). Mit der vorliegenden Erfindung schließt sich nun der Kreislauf, dass der Staub-Anteil 62 und der Sand 61 wieder CO2 aufnehmen und aus einer CaO + C02-Verbindung CaC03 entsteht, wie bei dem Ausgangsprodukt, dem Kalkstein. During cement production, limestone = lime (CaCC ^) + clay + fuel = cement clinker and carbon dioxide CO2 is released (71 in Fig. 3). The present invention now closes the cycle that the dust portion 62 and the sand 61 absorb CO2 again and form a CaO + C0 2 compound CaC03, as with the starting product, the limestone.
Das oben beschriebene Beton-zu-Beton-Verfahren gemäß Fig. 1 sowie die Bindung von CO2 in eine stabile natürliche CaC03-Verbindung dienen der Abfall-Vermeidung sowie der Reduzierung des C02-Ausstosses. Die Reduzierung des C02-Ausstosses erfolgt durch kurze Transport-Wege, durch Reduzierung der benötigten neuen Zement-Menge und durch die Bindung von ausgestoßenem CO2. The concrete-to-concrete method described above are used to avoid waste and to reduce the C0 2 emission shown in FIG. 1 as well as the binding of CO2 in a stable natural CaC03 connection. The reduction in CO 2 emissions is achieved through short transport routes, by reducing the amount of new cement required and by binding the CO2 emitted.
Die aus dem Beton-Abbruch auf eine Körnung von 0 bis <40 mm zerkleinerten und dann separierten Materialanteile (Gestein 60, Beton-Sand 61 , (Staub-Anteil 62) 62) mit den drei unterschiedlichen Körnungen können vorteilhafterweise zu 100% wieder in ein Betonwerk/Zementwerk 1 geliefert und dort für die Produktion von neuem Beton eingesetzt werden. Dabei ersetzt der Staub-Anteil 62 Zement und andere Zusatzstoffe, die bei der Betonherstellung zugegeben werden. Der Beton-Sand- Anteil 61 mit der Körnung von >0 bis 4 mm ersetzt Natursand aus Sandgruben oder Brechsand aus Schotterwerken. Der Gesteins-Anteil 60 mit der Körnung von >4 mm ersetzt das entsprechende Naturmaterial aus Steinbrüchen oder Kieswerken. Somit ist ein 100%iges Recycling des gesamten Beton-Aufbruchs gewährleistet. The material fractions (rock 60, concrete-sand 61, (dust fraction 62) 62) with the three different grain sizes that have been crushed to a grain size of 0 to <40 mm from the concrete demolition and then separated can advantageously be 100% reintegrated Concrete plant / cement plant 1 and used there for the production of new concrete. The dust component replaces cement and other additives that are added during the production of concrete. The concrete-sand component 61 with a grain size of> 0 to 4 mm replaces natural sand from sand pits or crushed sand from gravel works. The rock fraction 60 with a grain size of> 4 mm replaces the corresponding natural material from quarries or gravel works. This guarantees 100% recycling of the entire concrete break-up.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Aufbereitung von Beton eines Bauwerks (31 ), wobei aus einem Gesamtabbruch-Material (42) eines abgerissenen Bauwerks (31) Beton heraussortiert wird, der heraussortierte Beton in einer Brechanlage (5) aufgebrochen wird, sodass sich ein Beton-Aufbruch ergibt, der Beton-Aufbruch in mehrere Fraktionen mit unterschiedlichen Körnungsbereichen separiert wird und in Abhängigkeit von dem Körnungsbereich des Beton-Aufbruchs dieser zumindest teilweise zur Betonherstellung wiederverwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Gesamtabbruch-Material (42) heraussortierte Beton in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm, bevorzugt zwischen 0 und <35 mm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 32 mm, gebrochen und in einen Gesteinsanteil (60), einen Beton-Sand-Anteil (61) sowie einen Staubanteil (62) separiert wird, wobei der Staubanteil (62) eine Körnung von <0,063 mm, der Beton-Sand-Anteil (61) eine Körnung von 0,063 mm bis 4 mm und der Gesteinsanteil (60) eine Körnung von > 4 mm aufweist und zumindest einer der Anteile (60, 61, 62) zur Herstellung von Frischbeton wiederverwendet werden. 1. A method for the preparation of concrete of a building (31), whereby concrete is sorted out from a total demolition material (42) of a demolished building (31), the sorted out concrete is broken up in a crushing plant (5) so that a concrete break-up occurs results, the broken concrete is separated into several fractions with different grain size ranges and, depending on the grain size range of the broken concrete, this is at least partially reused for concrete production, characterized in that the concrete sorted out from the total demolition material (42) in material with a grain size between 0 and <40 mm, preferably between 0 and <35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, broken and separated into a rock fraction (60), a concrete-sand fraction (61) and a dust fraction (62) where the dust fraction (62) has a grain size of <0.063 mm, the concrete-sand fraction (61) a grain size of 0.063 mm to 4 mm and the rock fraction (60) a grain size of> 4 mm and at least one of the portions (60, 61, 62) can be reused for the production of fresh concrete.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gesteinsanteil (60) als Ersatz für Schottermaterial bzw. Natur-Splitt bei der Herstellung von Frischbeton verwendet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the rock fraction (60) is used as a substitute for gravel material or natural chippings in the production of fresh concrete.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton-Sand-Anteil (61) als Ersatz für Natursand oder Brechsand aus Schotterwerken bei der Herstellung von Frischbeton verwendet wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the concrete-sand portion (61) is used as a substitute for natural sand or crushed sand from crushed stone works in the production of fresh concrete.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubanteil (62) zumindest teilweise als Füller (Zementfüller) und/oder zumindest teilweise als Zementersatz bei der Herstellung von Frischbeton verwendet wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the dust fraction (62) is used at least partially as a filler (cement filler) and / or at least partially as a cement substitute in the production of fresh concrete.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm Zementstein von Füllkorn des Betons abgetrennt wird und der Staub- Anteil (62) den Zementstein umfasst. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when breaking up the concrete break-up into material with a grain size between 0 and <40 mm cement stone is separated from the filler grain of the concrete and the dust fraction (62) comprises the cement stone.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementstein in einer Walzmühle (67), insbesondere einer Vertikal- Walzmühle, von dem Füllkorn des Betons abgetrennt wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the cement stone is separated from the filler grain of the concrete in a roller mill (67), in particular a vertical roller mill.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm der Staub-Anteil (62) mit Kohlenstoffdioxid beaufschlagt wird, wobei in dem Staub-Anteil (62) enthaltenes Calciumoxid mit dem7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after the breaking up of concrete into material with a grain size between 0 and <40 mm, the dust fraction (62) is acted upon with carbon dioxide, wherein in the dust fraction ( 62) contained calcium oxide with the
Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. Carbon dioxide reacts to form lime.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm der Beton-Sand-Anteil (61) mit Kohlenstoffdioxid beaufschlagt wird, wobei in dem Beton-Sand-Anteil (61) enthaltenes Calciumoxid mit dem Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after the breaking up of concrete into material with a grain size between 0 and <40 mm, the concrete-sand fraction (61) is acted upon with carbon dioxide, wherein in the concrete The calcium oxide contained in the sand (61) reacts with the carbon dioxide to form lime.
9. Anlage (6) zur Aufbereitung von Beton eines Bauwerks (31 ), wobei die Anlage (6) umfasst: eine Brechanlage (5) zum Aufbrechen von Beton, der zuvor aus einem Gesamtabbruch-Material (42) eines abgerissenen Bauwerks (31) heraussortiert wurde, sodass sich ein Beton-Aufbruch ergibt, und eine Separationsstufe zum Separieren des Beton-Aufbruchs in mehrere Fraktionen mit unterschiedlichen Körnungsbereichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (6) eine weitere Brechstufe (67) zum Brechen des aus dem Gesamtabbruchmaterial (42) heraussortierten Betons in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm, bevorzugt zwischen 0 und <35 mm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 32 mm, aufweist, und die Aufbereitungsanlage eine Separationsstufe (66) aufweist, die das Material aus der weiteren Brechstufe (67) in einen Gesteinsanteil (60), einen Beton-Sand- Anteil (61) sowie einen Staub-Anteil (62) separiert, wobei der Staub-Anteil (62) eine Körnung von <0,063 mm, der Beton-Sand-Anteil (61) eine Körnung von 0,063 bis 4 mm und der Gesteinsanteil (60) eine Körnung von >4 mm aufweist. 9. Plant (6) for processing concrete of a building (31), the plant (6) comprising: a crushing plant (5) for breaking up concrete that was previously made from a total demolition material (42) of a demolished building (31) was sorted out, so that a concrete break-up results, and a separation stage for separating the broken up concrete into several fractions with different grain sizes, characterized in that the processing plant (6) has a further crushing stage (67) for breaking the concrete sorted out of the total demolition material (42) into material with a grain size between 0 and < 40 mm, preferably between 0 and <35 mm, particularly preferably between 0 and 32 mm, and the processing plant has a separation stage (66) which converts the material from the further crushing stage (67) into a rock fraction (60), a concrete -Sand- portion (61) and a dust portion (62) separated, the dust portion (62) having a grain size of <0.063 mm, the concrete-sand portion (61) a grain size of 0.063 to 4 mm and the Rock fraction (60) has a grain size of> 4 mm.
10. Anlage (6) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (6) eine Walzmühle (67), insbesondere eine Vertikal- Walzmühle, zum Zerlegen des Beton-Aufbruchs in Material mit einer Körnung zwischen 0 und <40 mm aufweist, wobei die Walzmühle (67) dabei Zementstein von Füllkorn des Betons abtrennt und der Staubanteil (62) den Zementstein umfasst. 10. Plant (6) according to claim 9, characterized in that the processing plant (6) has a roller mill (67), in particular a vertical roller mill, for breaking up the broken concrete into material with a grain size between 0 and <40 mm, wherein the roller mill (67) separates cement stone from the filler grain of the concrete and the dust fraction (62) comprises the cement stone.
11. Anlage (6) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (6) eine CCVAufnahmeeinheit (64) aufweist, die nach dem Separieren des Materials aus der weiteren Brechstufe (67) den Staubanteil (62) mit Kohlenstoffdioxid beaufschlagt, wobei in dem Staubanteil (62) enthaltenes Calciumoxid mit dem Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. 11. Plant (6) according to claim 9 or 10, characterized in that the processing plant (6) has a CCV receiving unit (64) which, after separating the material from the further crushing stage (67), applies carbon dioxide to the dust fraction (62), wherein calcium oxide contained in the dust fraction (62) reacts with the carbon dioxide to form lime.
12. Anlage (6) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitungsanlage (6) eine CCVAufnahmeeinheit (65) aufweist, die nach dem Separieren des Materials aus der weiteren Brechstufe (67) den Beton-Sand- Anteil (61) mit Kohlenstoffdioxid beaufschlagt, wobei in dem Beton-Sand-Anteil (61) enthaltenes Calciumoxid mit dem Kohlenstoffdioxid zu Kalk reagiert. 12. Plant (6) according to one of claims 9 to 11, characterized in that the processing plant (6) has a CCV receiving unit (65) which, after separating the material from the further crushing stage (67), the concrete-sand fraction ( 61) acted upon with carbon dioxide, calcium oxide contained in the concrete-sand component (61) reacting with the carbon dioxide to form lime.
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